CAE仿真技術在能源電力行業(yè)的應用
1. CAE技術在核電行業(yè)的應用
在核電設備的設計、性能劣化設備的評估、緩解技術的研究等諸多方面，核電設備結構力學始終扮演著重要的角色。從核安全的角度出發(fā)，對于下述物項和部件都要進行分析鑒定：土木結構、機械設備、管道、閥門、電氣設備以及堆芯結構部件。
1.1. CAE技術在核電設備結構分析上的應用
l 壓力容器強度、剛度、疲勞；
l 設備零部件強度、剛度、疲勞；
l 熱應力、流體壓力下的強度設計；
l 轉子動力學，振動問題；
l 建筑物設計與分析；
l 設備的抗沖擊分析。
1.2. CAE技術在核電設備熱分析上的應用
l 設備零部件熱傳遞問題；
l 流體對流換熱、質(zhì)量擴散；
l 蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器等多相流問題、對流傳熱；
l 主泵機組、汽輪機葉片、流道等設計與效率改進。
核聚變反應堆屏包模塊CFD熱分析
總單元數(shù)1980萬，其中結構域1210萬，流體域780萬結構域計算條件：絕熱外壁面 + 對稱面 + 流固耦合交界面 + 非均勻中子熱沉積體積發(fā)熱功率；
流體域計算條件：壓力入口 + 質(zhì)量流量出口 + 流體對稱面 + 非均勻中子熱沉積體積發(fā)熱功率；加載難點在于“非均勻中子熱沉積體積發(fā)熱功率”，采用了多項式擬合坐標插值法。
2.CAE技術在風電行業(yè)的應用
風力發(fā)電機是將風能轉化為機械能并由機械能轉化為電能的裝置。風是空氣流動，這種流動經(jīng)過葉片時在葉片兩側產(chǎn)生壓差，進而推動葉片轉動；葉片轉動通過輪轂傳遞給傳動系統(tǒng)中的低速傳動軸，并經(jīng)齒輪箱加速傳遞給高速傳動軸；高速傳動軸與發(fā)電機連接，帶動發(fā)電機發(fā)電。
風電行業(yè)的CAE應用范圍極其廣泛，主要關注的焦點包括
l 風機葉片：復合材料強度、剛度、振動等問題；
l 輪轂：結構強度、連接部件強度、疲勞；
l 傳動系統(tǒng)：主軸強度、剛度、齒輪箱體與增速設計；
l 發(fā)電機：電機性能分析；
l 底板與艙蓋：強度、變形；控制系統(tǒng)：
l 偏航系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)的機構傳動、電子控制；
l 塔架：結構強度、屈曲、振動、基礎設計。
3.CAE技術在水利水電行業(yè)的應用
CAE仿真技術能解決三維地址地形建模（DTM）與地質(zhì)建模(DGM)、大壩選址、水工設計、土建施工、機電安裝等一系列關鍵問題，在很大程度上提高計算精度和時間的要求，完成覆蓋軟件生命周期的全過程，達到減少設計周期、加深設計深度、提高設計質(zhì)量、控制成本及提高企業(yè)革新等目的。有限元分析對于模擬諸如大壩、水電站蝸殼、渡槽、導管平臺以及孔閘等建筑物的力學行為具有強大的優(yōu)勢，可以對這些結構的穩(wěn)定性和防滲結構的應力狀態(tài)進行分析計算，并且在計算中可以考慮水壓力、淤砂壓力、溫度場、滲流場、重力場作用，可模擬砼裂縫的形態(tài)和發(fā)展過程。
3.1. 壩工結構的分析
l 壩體截面優(yōu)化設計
l 壩體彈塑性應力分析計算
l 壩體止水銅片的大變形分析
l 壩體砼徐變計算
l 混凝土開裂效應分析
l 大壩穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)溫度場及溫度應力計算
l 大壩的模態(tài)及動力響應分析
l 大壩的地震分析
l 砼澆注、凝固過程仿真模擬（施工模擬）
l 橡膠管壩充水超彈性大變形分析
l 大壩基礎應力分析
l 非線性摩擦滑移計算
3.2. 水電站引水結構的分析
l 鋼筋砼引水管的結構計算
l 鋪設軟墊層的鋼襯鋼筋砼引水管分析
l 考慮墊層非線性的鋼襯鋼筋砼引水管分析
l 考慮砼開裂
l 考慮鋼板－砼接觸面摩擦、滑動的應力分析
l 鋼襯鋼筋砼引水管的穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)溫度場及溫度應力的計算
l 鋼襯結構抗外壓穩(wěn)定性計算
l 背管結構的受力狀態(tài)的分析
3.3. 水電站廠房結構的分析
l 蝸殼－砼結構的三維聯(lián)合受力分析
l 有墊層的蝸殼－砼結構的受力分析
l 廠房結構的應力分析
l 廠房結構的模態(tài)及動力響應分析
l 廠房結構的地震分析
l 局部結構的受力分析（子模型技術）
l 蝸殼－砼結構穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)溫度場及溫度應力計算
l 蝸殼、鋼管等鋼結構焊接過程中的變形和應力分析
4.CAE技術在火電行業(yè)的應用
火力發(fā)電是我國主要的發(fā)電方式，電站鍋爐作為火力電站的三大主機設備之一，伴隨著我國火電行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。當環(huán)保節(jié)能成為中國電力工業(yè)結構調(diào)整的重要方向時，火電行業(yè)也需要經(jīng)歷設備的更新?lián)Q代來促進產(chǎn)業(yè)升級。
CAE技術在火力發(fā)電廠的三大主設備爐、機、電上都有較多的應用，特別是在提升能量轉化效率、降低環(huán)境污染上。主要應用有：
4.1鍋爐流體動力學分析
l 煤粉爐內(nèi)燃燒過程分析
l 脫硫脫硝工藝分析
l 煤粉、油、氣的燃燒
l 爐內(nèi)流化過程模擬
4.2鍋爐壓力容器相關計算
l 鍋筒強度設計
l 爐膽失穩(wěn)分析
l 鍋爐關鍵部件的疲勞失效
l 鍋爐抗震性能計算
l 鍋爐關鍵部件的蠕變強度分析
4.3鍋爐管道相關計算
l 管道溫度分布及熱應力計算
l 汽水管道、過熱器疲勞強度計算
l 汽水管道、過熱器蠕變強度分析
4.4鍋爐附件相關計算
l 鍋爐支架的強度計算
l 密封墊片性能分析
l 開孔平板強度分析
5.其它
CAE技術在其它能源電力行業(yè)也有廣泛的應用。例如采用CAE技術分析太陽能面板的強度、支架強度、螺栓強度，并對齊進行抗風設計、抗震設計。
在輸電線上采用CAE技術來計算絕緣子的安全性等。
Pfisterer Safag高壓電線電暈環(huán)優(yōu)化設計
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